井字梁的计算
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井字梁与次梁的区别
一般,井字梁的长宽比接近1左右,很少会超过1.5的,否则就没必要用井字梁了,因为这时的受力已经和井字梁完全不同了。
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1。
井字楼盖在平面上宜做成正方形,如矩形,其长短边之比不宜大于1.5。
2。
它有两种布置方式:正交正放和正交斜放。
如果区格接近于方形,宜采用正交正放,否则,适宜采用正交斜放形式。
在计算上,这种布置方式计算方法是不完全相同的。
正交斜放需要考虑短小跨度梁对长跨度梁的支承作用,尽管截面尺寸完全相同,但是线刚比是不同的,短跨的线刚比大于长跨的。
3。
当井字梁的间距小于或等于1.5m时,可采用简化的整体大双向板的计算方法,即将整体井字楼盖视为一个大的双向板,首先确定荷载沿两个方向上的传递比例(不考虑活荷载的不利布置),然后根据内力按照挠度相似的原理计算各个井字梁的内力,从而获得全解。
这种方法可采用手算,非常简单,但是必须注意适用范围。
4。
更为一般的情况是采用高次超静定梁的方法,这种方法适宜采用电算方法,计算方法是:割断双向板与井字梁的联系,按三角形或梯形传力的原理计算传递到各个井字梁节点处的集中力,按照节点处相交两井字梁处挠度相等的原则确定分别各个井字梁上的集中力分配比例,最后列出多元线性方程。
井字梁结构设计简要分析【摘要】井字梁就是不分主次,高度相当的梁,同位相交,呈井字型。
又称交叉梁或格形梁。
本文从井字梁的截面尺寸选择、计算以及构造等方面对井字梁进行了总结和阐述,希望能对相关工程设计人员提供一些参考。
【关键词】井字梁;结构布置;计算与配筋Brief analysis on the design of well shaped beam StructureSun Qing-lin【Abstract】The beam is the beam is not divided into primary and secondary,the height of the beam,with the intersection,was a font.Cross beam or lattice beam.In this paper,the character ofthe beam is summarized and expounded from the aspects of the selection,calculation and construction of the section of the beam.【Keywords】Steel beam; Structural arrangement; Calculation and reinforcement【中图分类号】TU318【文献标识码】A【文章编号】1002-8544(2017)08-0006-021.采用井字梁结构的条件井字梁跨度一般不大于20m,用于建筑需要大空间且结构高度受限制或者建筑外观有该要求的情况,且两个方的向跨度应相等或相近。
如果两个方向的跨度不相等,则一般需控制其长短跨度之比≤1.5,如>1.5且≤2,那就需要在长向跨度中部设大梁,从而形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁,斜向布置的井字梁可严格遵守45°对角线原则。
井字梁楼盖与单向梁楼盖经济性对比摘要:首先介绍井字梁楼盖系统及单向梁楼盖系统的特点、计算方法及常用截面高度的选取;然后针对不同的柱网大小及荷载大小对32个工程案例的混凝土用量及含钢量进行计算,根据现行混凝土及钢筋的价格折算出建筑每平方米的材料价格;最后对数据进行分析,得出不同工程情况两种楼盖系统的经济性。
关键词:井字梁楼盖;单向梁楼盖;柱网间距;荷载大小;经济性引言我国是制造业大国,特别是长三角及珠三角地区,大大小小的工业厂房随处可见,且新建工业厂房仍在持续增加,最近几年,受经济环境的影响,投资方开始对工业厂房的建造成本比较关注,所以从设计角度出发,一个合理的结构方案显得尤为重要,柱网的大小,楼屋盖的形式,基础的选型都会影响最终的造价。
而楼屋盖在土建成本的中的占比非常之高,对于同一个建筑方案,不同的结构设计师可能会给出不同的梁板布置形式,本文结合工程案例,对方形柱网下井字梁楼盖及单向梁楼盖两种形式作混凝土用量及含钢量统计分析。
一、井字梁楼盖及单向梁楼盖的概述1、井字梁楼盖系统顾名思义,井字梁楼盖两个方向的梁形成交叉梁系,属于井式楼盖,常见的有正交与斜交井字梁两种形式,在方形柱网下由纵横次梁将楼盖划分成一个个小的双向板,双向板与纵横次梁共同组成空间受力结构体系。
由于荷载的双向传递,通长情况下其截面高度会明显小于单向梁楼盖。
同时纵横次梁截面高度相同,外形比较美观,可省去吊顶工序。
井字梁结构属于超静定体系,内力分析比较复杂,手算时通长需根据变形协调原理用弹性力学法求出其解析解,但近二十年电子计算领域的高速发展,针对结构专业的电算软件已非常成熟,其中常用的有PKPM,盈建科,迈达斯,SAP2000等,其都可解决井字梁的分析。
采用井字梁结构时可布置的柱网间距可达8米到20米,井字梁的间距在2米到4米较为经济,两个方向的间距之比应尽量接近,不宜超过1.5。
截面高度取值为跨度的1/20至1/15。
2、单向梁楼盖系统单向梁结构属于肋形楼盖,仅一个方向设置次梁,传力明确,由楼板传至次梁,次梁再传到主梁上,最后传到柱上,结构布置灵活,在不规则的柱网均可适用。
井字梁结构设计中的要点分析【摘要】井字梁结构是一种空间受力体系,在工业与民用建筑中有着较为广泛的应用,这种结构为交叉梁系,受力合理,能够满足大柱网、大跨度的设计要求。
同时,这种结构形式能给人一种美观、舒适的感觉,较容易满足建筑装修和装饰的要求。
下面本文对井字梁的结构设计进行了要点分析。
【关键词】井字梁;结构设计;截面一、前言井字梁是由同一平面内相互正交或斜交的梁所组成的结构构件,井字梁是不分主次、高度相当、同位相交、呈井字型布置的梁。
一般用在单跨较大的正方形楼、屋面板或者长宽比小于1.5 的矩形楼、屋面板中。
当楼、屋面板单跨跨度较大时,板厚相应也随之变大。
但是,由于板厚的增加导致自重加大,而板下部受拉区域的混凝土往往被拉裂不能参与工作,因此,在双向板的跨度较大时,为了减轻板的自重,我们可以把板下部受拉区的混凝土挖掉一部分,让受拉钢筋适当集中在几条线上,使钢筋与混凝土更加经济、合理地共同工作。
这样双向板就变成为在两个方向形成井字式的区格梁,这两个方向的梁通常是等高的,一般称这种双向梁为井字梁。
二、井字梁结构设计中的要点1、井字梁的截面设计井字梁的截面选择是设计的关键问题之一。
在井字梁结构的设计和计算中,梁截面的选择是设计人员首先要解决的问题,即使上机计算,也要先确定梁的截面。
众所周知,梁截面选择的合适与否,直接关系到结构本身的安全性、经济性。
所以寻找一种简便、适用的选择梁截面的方法是必要的。
由于井字梁结构的跨度一般较大,承受的板面荷载较大,而梁的弯矩相对于一般的独立梁较小,截面配筋量较同跨度的简支梁也要小,截面尺寸往往由挠度来控制。
以往参考单跨梁的计算方法,尺寸难以掌握,而且对结构挠度也缺乏量的概念。
所以,设计人员仅从配筋率的大小,凭经验确定截面,自然会出现不满足挠度要求或梁截面过大的现象,这也是井字梁的特点之一。
由于混凝土结构所用材料相对于钢材强度较低,故构件截面尺寸较大,使用阶段的应变较小。
因而,混凝土结构的总体刚度较大,绝对变形小,难于考虑到的有利因素较多,对挠度形成一定的储备,使得因刚度不足引起事故的现象相对较少,也使一些设计人员麻痹大意,注重配筋量与承载力极限状态,而忽略刚度、正常使用极限状态。
混凝土井字梁的设计及挠度控制摘要:普通混凝土在大跨度井字梁结构中很少应用,主要是挠度不易满足规范要求。
本文拟对大跨度混凝土井字梁设计及挠度控制中的一些关键问题进行研究分析。
关键词:大跨度普通混凝土井字梁;挠度;控制导言在大跨度工程中,设计工作者通常优先采用钢结构进行处理,但钢结构也有本身的缺点,如占用结构高度较大、用钢量高、后期油漆等维护费用高、维护周期短等。
而混凝土预应力混凝土井字梁结构正好能解决这些问题。
但对于一些规模较小的工程,或者大工程中仅局部需设大厅时,其屋面如仍采用预应力混凝土井字梁结构,其费用就会很高,施工组织也会很复杂,特别是遇到井字梁四周被高层框剪或纯剪力墙结构包围时,施工张拉也都成了问题。
因此,在大跨度工程实践中,需要进一步探索钢筋混凝土井字梁的适用性。
1井字梁结构的受力特点混凝土井字梁的受力特点类似于双向板,板厚随板跨度增加相应加大,增加板厚势必增大板的自重,因为混凝土受拉承载力很小,在混凝土构件设计中往往不考虑下部受拉区域的混凝土受拉作用,因此为了减轻大跨板的自重,可挖掉一部分板下部受拉区的混凝土,让受拉适当集中在几条线上,这样双向板就变成为在两个方向形成井字式等高的、不分主次的区格梁,这种双向梁通常又称为井字梁。
井字梁楼盖可看作是挖去部分受拉区混凝土的双向板,每一道梁配筋可看作此双向板的每“根”受力筋。
2井字梁楼盖的计算方法井字梁楼盖常用的计算方法一种是采用中国建筑科学研究院编制的《结构空间有限元分析与计算软件》(SATWE)有限元计算软件进行分析计算,另一种方法是借助《井字梁结构静力计算手册》来手算。
这两种计算方法都是按照空间交叉梁系方式,根据节点的变形协调条件即每一处交叉梁的线位移相等的原则进行分析计算的。
电算和手算都很简单,但值得注意的是:《计算手册》计算的前提假定条件为支撑井字梁的边梁没有竖向位移,而SATWE软件计算真实地考虑边梁的刚度和竖向位移,只有边梁竖向刚度足够大或特殊定义为刚性梁时,软件计算结果才接近于手册计算中的结果,如果考虑边梁的竖向刚度,不宜采用查《计算手册》的方法,设计时也可根据结构的具体情况参考两种计算方法的结果进行设计。
地下室顶板梁板式结构布置的经济性比较【摘要】地下室顶板的梁板式结构布置一般分为按双向板布置的井字梁,十字梁和按单项板布置的梁板式结构。
现在的工程对经济性有要求,既要控制钢筋用量和混凝土用量,又要使结构布置合理,从而达到设计和经济性双赢的目的。
通过在不同覆土厚度的情况下,对此三种方案进行经济性比较,为实际设计工程提供参考。
【关键词】地下室顶板;单向板;双向板;经济性1.前言地下室顶板上通常需要布置设备管道及种植绿化树木,这就需要一定的覆土厚度来满足这些要求,从而使顶板荷载比较大。
有些局部还需要考虑消防车的荷载,使顶板荷载更大。
地下室顶板很多情况下采用梁板式体系,而梁板式体系可简单归结为按双向板布置的井字梁,十字梁和按单向板布置的梁板式结构。
在对地下室结构进行优化设计时,考虑到具有以下两个特点:1)所承受的荷载比较大:地下室顶板结构具有覆土荷载大,材料用量高的特点;2)受设备专业净高要求的限制。
如今很多工程开发商都对钢筋用量及混凝土用量有经济性要求,在按普通的梁板式结构布置时,本文对此三种结构布置在覆土厚度为1.2m,1.0m,0.8m,0.6m进行经济性比较,为实际工程提供参考。
2.计算模型与计算方法2.1 计算模型1)计算条件:双向板布置的井字梁,十字梁和按单向板布置的梁板式结构统一的参数取值为:①柱网均按8.1m×8.1m,柱截面尺寸均为500mm×500mm,地下室顶板厚度按非嵌固端取值,均为160mm,层高按4.5米计算;②混凝土强度等级:梁、板、柱均为c30;③钢筋强度等级:梁、柱、板纵向受力钢筋均采用三级钢(hrb400),梁、柱箍筋:6、8、10均采用一级钢(hpb300),≥12采用三级钢(hrb400)。
此三种结构布置在x方向和y方向均取为连续5跨进行比较。
2)截面尺寸:井字梁的主梁截面为400×800,次梁截面为250×600;十字梁的主梁截面为400×800,次梁截面为300×700;单向板布置的主梁截面为500×850,次梁截面为300×750,其梁截面和柱截面尺寸分别见下图。
梁部分的计算规则与清单定额的套取梁平法知识⼀、梁编号⼆、梁类型解析框架梁:指两端与框架柱相连的梁,或者两端与剪⼒墙相连但跨⾼⽐不⼩于5的梁。
框架梁按照位置可分为:屋⾯框架梁、楼层框架梁。
框⽀梁:因为建筑功能要求,下部⼤空间,上部部分竖向构件不能直接连续贯通落地,⽽通过⽔平转换结构与下部竖向构件连接。
当布置的转换梁⽀撑上部的剪⼒墙或柱⼦的时候,转换梁叫框⽀梁,⽀撑框⽀梁的柱⼦就叫做转换柱。
转换层⾥的梁与柱分别称为框⽀梁与转换柱。
框架扁梁:当梁宽⼤于梁⾼时,梁就称为扁梁(框架扁粱)。
托柱转换梁:⽀承梁上柱的梁(框架梁或⾮框架梁),⼀般称为“托柱梁”。
⾮框架梁:在框架结构中框架梁之间设置的将楼板的重量先传给框架梁的其他梁就是⾮框架梁。
悬挑梁:⼀端埋在或者浇筑在⽀撑物上,另⼀端伸出挑出⽀撑物是悬挑梁。
XL专指纯悬挑梁(⽆内跨的独⽴悬挑梁)。
井字梁:不分主次,⾼度相当的梁,同位相交,呈井字型。
1.2 梁平法表⽰⽅法⼀、平⾯注写⽅式⼆、截⾯注写⽅式1.3 图⽰梁钢筋1.4 梁钢筋标注说明集中标注:KL1(2)300×700表⽰1号框架梁,两跨,截⾯宽为300mm,截⾯⾼为700mm;Φ10@100/200(4)表⽰箍筋为10圆直径的⼀级钢,加密区间距为100,⾮加密区间距为200,箍筋为4肢箍;2Φ25+(2Φ12)表⽰梁的上部通长筋为2根25圆的⼆级钢,此梁每跨上部⽆⽀座负筋的跨中范围内皆布置2根12圆的架⽴筋;2 Φ25表⽰梁的下部通长筋为2根25圆的⼆级钢;G4 Φ16表⽰梁的侧⾯设置4根16圆的构造钢筋,两侧各位2根;(- 0.100)表⽰此梁顶标⾼⽐楼层标⾼低0.100m。
原位标注:6Φ25 4/2(两端)表⽰梁的左(右)端⽀座有6根25圆的⼆级钢,其中上排4根,下排2根,上排4根中包含2根上部通长筋,2根⽀座负筋,下排包含2根⽀座负筋;6Φ25 4/2(中间)表⽰梁的中间⽀座有6根25圆的⼆级钢,其中上排4根,下排2根,上排4根中包含2根上部通长筋,2根⽀座负筋,下排包含2根⽀座负筋,中间⽀座如果只标注⼀边,表⽰两边信息⼀致;(2Φ14)表⽰梁该跨有中部筋,为2根14圆的架⽴筋;2Φ14表⽰梁该跨有中部筋,为2根14圆的跨中筋;6Φ25 2/4表⽰梁的下部有下部钢筋(⾮通长),其中上排2根,下排4根,下排4根中包含2根下部通长筋;6Φ(-2)/4表⽰梁的下部有下部钢筋(⾮通长),其中上排2根,为不伸⼊⽀座的下部钢筋,下排4根,下排4根中包含2根下部通长筋;300×600表⽰该跨发⽣变截⾯,尺⼨为300×600,此梁其他跨截⾯尺⼨仍取集中标注数值;N4Φ16表⽰该跨侧⾯钢筋发⽣变化,为4根16圆的抗扭钢筋,此梁其他跨侧⾯钢筋仍取集中标注数值;Φ8@100(4)表⽰该跨箍筋发⽣变化,为8圆的⼀级钢,箍筋间距变为100,此梁其他跨箍筋仍取集中标注数值;原位标注:2Φ18表⽰此跨中主梁与次梁相交的部位设置吊筋,为2根18圆的⼆级钢;8Φ12(4)此跨中主梁与次梁相交的部位设置次梁加筋,为8根12圆的⼆级钢,4肢箍,若图上绘制出次梁加筋图样,但⽆标注信息,默认为6根,钢筋信息与该跨箍筋信息⼀致。
井字梁结构设计最强总结(值得收藏)1、井字梁与柱子采取“避”的方式,调整井字梁间距以避开柱位;避免在井字梁与柱子相连处井字梁的支座配筋计算结果容易出现的超限情况;减少梁柱节点在荷载作用下,由于两者刚度相差悬殊而成为受力薄弱点以致首先破坏,由于井字梁避开了柱位,靠近柱位的区格板需另作加强处理.2、"井字梁与柱子采取“抗”的方法,把与柱子相连的井字梁设计成大井字梁,其余小井字梁套在其中,形成大小井字梁相嵌的结构形式,使楼面荷载从小井字梁传递至大井字梁,再到柱子.3、井字梁截面高度的取值以刚度控制为主,除考虑楼盖的短向跨度和计算荷载大小外,还应考虑其周边支承梁抗扭刚度的影响.4、由于井字梁楼盖的受力及变形性质与双向板相似,井字梁本身有受扭成分,故宜将梁距控制在3m以内.5、井字梁一般可按简支端计算.6、当井字梁周边有柱位时,可调整井字梁间距以避开柱位,靠近柱位的区格板需作加强处理,若无法避开,则可设计成大小井字梁相嵌的结构形式.7、钢筋混凝土井字梁是从钢筋混凝土双向板演变而来的一种结构形式.双向板是受弯构件,当其跨度增加时,相应板厚也随之加大.但板的下部受拉区的混凝土一般都不考虑它起作用,受拉主要靠下部钢筋承担.因此,在双向板的跨度较大时,为了减轻板的自重,我们可以把板的下部受拉区的混凝土挖掉一部分,让受拉钢筋适当集中在几条线上,使钢筋与混凝土更加经济、合理地共同工作.这样双向板就变成为在两个方向形成井字式的区格梁,这两个方向的梁通常是等高的,不分主次梁,一般称这种双向梁为井字梁(或网格梁).8、井字梁的支承井字梁楼盖四周可以是墙体支承,也可以是主梁支承.墙体支承的情况是符合计算图表的假定条件:井字梁四边均为简支.当只有主梁支承时,主梁应有一定的刚度,以保证其绝对不变形.9、井字梁楼盖两个方向的跨度如果不等,则一般需控制其长短跨度比不能过大.长跨跨度L1与短跨跨度L2之比L1/L2最好是不大于1.5,如大于1.5小于等于2,宜在长向跨度中部设大梁,形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁,井字梁可按45°对角线斜向布置.10、两个方向井字梁的间距可以相等,也可以不相等.如果不相等,则要求两个方向的梁间距之比a/b=1.0~2.0.实际设计中应尽量使a/b在1.0~1.5之间为宜,最好按井字梁计算图表中的比值来确定,应综合考虑建筑和结构受力的要求,一般取值在12~3m较为经济,但不宜超过3.5m.11、两个方向井字梁的高度h应相等,可根据楼盖荷载的大小,取h=L2/20,但最小h不得小于短跨跨度1/30.12、梁宽=取梁高1/3(h较小时)1/4(h较大时),但梁宽不宜小于120mm.13、井字梁的挠度f一般要求f≤1/250,要求较高时f≤1/400.14、井字梁的楼板井字梁现浇楼板按双向板计算,不考虑井字梁的变形,即假定双向板支承在不动支座上.双向板的最小板厚为80mm,且应大于等于板较小边长的1/40.15、井字梁的配筋井字梁的配筋和一般梁的配筋基本上要求相同.但在设计中必须注意以下几点:a.在两个方向梁交点的格点处,短跨度方向梁下面的纵向受拉钢筋应放在长跨度方向梁下面的纵向受拉钢筋的下面,这与双向板的配筋方向相同.b.在两个方向梁交点的格点处不能看成是梁的一般支座,而是梁的弹性支座,梁只有在两端支承处的两个支座.因此,两个方向的梁在布筋时,梁下面的纵向受拉钢筋不能在格点处断开,而应直通两端支座.钢筋不够长时,必须采用焊接,其焊接质量必须符合有关规范要求.C.由于两个方向的梁并非主、次梁结构,所以两个方向的梁在格点处不必设附加横向钢筋.但是在格点处,两个方向的梁在其上部应配置适量的构造负钢筋,不宜少于2根Ф12,以防在荷载不均匀分布时可能产生的负弯矩,这种负钢筋一般相当于其下部纵向受拉钢筋的1/3.16、井字梁楼盖的混凝土强度等级不应低于C20.为了避免和减小楼盖混凝土的收缩裂缝,混凝土的强度等级不宜太高.17、井字梁和边梁的节点宜采用铰接节点,但边梁的刚度仍要足够大,并采取相应的构造措施.若采用刚接节点,边梁需进行抗扭强度和刚度计算.边梁的截面高度大于或等于井字梁的截面高度,并最好大于井字梁高度的20%~30%.18、与柱连接的井字梁或边梁按框架梁考虑,必须满足抗震受力(抗弯、抗剪及抗扭)要求和有关构造要求.梁截面尺寸不够时,梁高不变,可适当加大梁宽.19、对于边梁截面高度的选取,应按单跨梁的规定执行,一般可取h=L/8~L/12(L为边梁跨度).梁柱截面及区格尺寸确定后可进行计算,根据计算情况,对截面再作适当调整.20、在边梁内应按计算配置附加的抗扭纵筋和箍筋,以满足边梁的延性和裂缝宽度限制要求.21、在节点两边,边梁要增设附加吊筋或吊箍,将交叉梁的全部支座反力传到边梁的受压区;在楼面梁端部(一倍梁高的范围)需加密箍筋,且不少于Φ8@100.22、井字梁最大扭矩的位置,一般情况下四角处梁端扭矩较大,其范围约为跨度的1/4~1/5.建议在此范围内适当加强抗扭措施井式梁板结构的布置方式:井式梁板结构的布置一般有以下五种,下面分别于以说明.1)、正式网格梁网格梁的方向与屋盖或楼板矩形平面两边相平行.正向网格梁宜用于长边与短边之比不大于1.5的平面,且长边与短边尺寸越接近越好2)、斜向网格梁当屋盖或楼盖矩形平面长边与短边之比大于1.5时,为提高各项梁承受荷载的效率,应将井式梁斜向布置.该布置的结构平面中部双向梁均为等长度等效率,于矩形平面的长度无关.当斜向网格梁用于长边与短边尺寸较接近的情况,平面四角的梁短而刚度大,对长梁起到弹性支承的作用,有利于长边受力.为构造及计算方便,斜向梁的布置应与矩形平面的纵横轴对称,两向梁的交角可以是正交也可以是斜交.此外斜向矩形网格对不规则平面也有较大的适应性.3)、三向网格梁当楼盖或屋盖的平面为三角形或六边形时,可采用三向网格梁.这种布置方式具有空间作用好、刚度大、受力合理、可减小结构高度等优点. 4)、设内柱的网格梁当楼盖或屋盖采用设内柱的井式梁时,一般情况沿柱网双向布置主梁,再在主梁网格内布置次梁,主次梁高度可以相等也可以不等.5)、有外伸悬挑的网格梁单跨简支或多跨连续的井式梁板有时可采用有外伸悬挑的网格梁.这种布置方式可减少网格梁的跨中弯矩和挠度.。
重荷载大跨度的钢结构井字梁设计发表时间:2018-11-09T17:56:06.777Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第19期作者:胡云初[导读] 某酒店屋顶花园的屋面为1024m2的园林式花园,其中部为方形水池。
襄阳市建筑设计院湖北襄阳 441000摘要:某圆形露天屋顶花园32.0x32.0m,作用的荷载为20kN/m2,经综合考虑比较,决定采用大跨度实腹焊接H型钢井字梁承重屋盖。
通过介绍结构方案的比选、支座和拼接节点构造,供设计人员参考。
关键词:井字梁;铰接支座;拼接节点某酒店屋顶花园的屋面为1024m2的园林式花园,其中部为方形水池,四周种植花草、灌木,布置石桌、石凳,供人们休憩所用。
屋面下部空间是用于举办交流活动的大型会议中心。
屋顶花园的主结构跨度为32.0m,作用的永久荷载标准值达20kN/m2,屋盖设计采用了焊接H型钢井字梁结构,该工程于2015年建成投入使用。
1?结构方案1.1?建筑要求结合花园中部为水池的特点,屋面设计成中部平、四周坡的形式。
屋盖采取结构找坡的方法,屋面板的支承结构设计成上表面起坡,在150mm厚钢筋混凝土楼板上,铺设等厚度的保温层和防水层。
这种做法克服了常规屋面保温层找坡构造造成荷载较重的现象,可满足保温、排水和防水的基本功能,亦可加大屋盖结构中部高度,提高承载力。
在满足使用高度要求的前提下,屋面板下结构允许净高为2.2m。
1.2?结构方案的比选屋顶花园下部的大空间为钢筋混凝土框架结构。
屋盖平面为正方形,适合空间结构体系的布置。
由于该结构跨度大、屋面荷载重,导致地震作用较大,另外还需满足建筑功能和对净空的要求,因此,本工程分析比较了目前常见的两种空间结构方案。
(1)实腹井字梁方案实腹井字梁方案常用于大空间的混凝土结构中,但钢结构井字梁用于大跨度屋盖尚不多见。
本工程初步选用32.0m跨双向正交的实腹焊接H型钢井字梁结构方案。
通过计算分析:当采用Q345钢材,钢梁高度为2.2m时,钢梁的强度、稳定性均满足规范要求,但结构跨中挠度较大,因此可以结合施工中大跨度钢梁采用预起拱措施并在钢梁上翼缘布置栓钉抗剪键,从而使钢梁与混凝土屋面板共同作用形成组合梁来达到增强结构承载力、减小结构跨中挠度的目的,满足了使用要求。
楼盖选型多高层民用建筑中中等跨度楼盖结构选型摘要针对多高层民用建筑中局部12~21m跨度的楼(屋)盖,对几种可以选用的结构形式分别进行了分析,结合算例对其适用范围、截面选取、设计要点、注意事项等进行了阐述。
关键词中等跨度楼盖结构选型一.概述在多高层公共建筑中,经常有报告厅、大会议室、多功能厅等大房间,在顶层或顶部几层形成12~21米跨度(本文称为中等跨度)的楼屋盖。
现就几种可以选用的楼屋盖方案分别进行论述,并进行算例分析、绘制结构布置简图。
设计中遇到此种情况时,应该根据具体的情况,比如建筑要求、施工条件等,并进行经济比较后,选择合理的结构形式。
二.楼屋盖结构选型(一)井字梁井字梁是我院传统首选方案,受力合理、计算简便、技术成熟。
井字梁适用于短向跨度12~1 8米,长向与短向跨度之比小于1.5时梁布置采用正交, 1.5~2.0时梁布置可采用斜交,但是由于斜交井字梁受力复杂、施工不便,此时应优选其它楼盖方案。
井字梁高度取短向跨度的1/16~1/18,梁间距2.4~3.6m,梁宽度不宜太宽,一般取200~300mm。
边梁高度可取井字梁高度加50~100mm。
计算一般采用空间协同计算软件,采用整体计算的结果,在计算假定上,与边梁相交的端支座应按铰接,与柱相交的梁一般采用刚接,这样假定对于井字梁、柱子是偏于安全的,但是对于边梁,由于没有考虑井字梁变形产生的扭矩,是偏于不安全的,因此应在配筋构造上加强其抗扭承载力。
有时,与柱相交的梁按照刚接处理时,会产生柱子配筋太大甚至超筋现象,可以按以下两种方法处理:(1)梁布置避开柱位置,使井字梁全部搭在边梁上。
此时梁与柱的距离不能太小,因为井子梁在边梁支承处是按照铰接计算,但受柱子的约束边梁支座附近的扭曲变形能力很弱,距离太近会使边梁实际承受非常大的扭矩,甚至造成抗扭截面不足,计算假定与实际会相差较多。
采用这种方法,只要是现浇楼盖,整体结构的抗震性能能够符合要求,但与柱相连的一跨楼板应加强构造,采用双层双向配筋,上下钢筋均不宜小于Ф10@100。
地下室顶板井字梁与密肋梁经济性比较分析一、结构方案分析8.2mX8.2m柱网的地下室顶板,覆土1.2米,恒载取23kN/m2(不包括梁板自重),消防车活荷载按双向板楼盖折减后为16 kN/m2,现对井字梁与密肋梁的结构方案及各结构构件进行分析:1.井字梁井字梁框架梁截面为450X1000,上下部配筋率为1.5%;次梁截面为300X700,支座负筋配筋率为1.5%,底筋配筋率为1.0%;板厚为250,配筋为构造配筋率0.236%;2.密肋梁密肋梁中间次梁采用4X4,其主肋梁截面为500X600,次肋梁为200X600.板的厚度确定的相关规范规定:《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)第4.1.6条规定:防水混凝土结构的结构厚度不应小于250mm;《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)第3.2.2条规定:甲、乙类防空地下室(级别为6、6B)结构顶板的防护厚度不应小于250mm(顶板的防护厚度可计入顶板结构层上面的混凝土地面厚度;不满足最小防护的要求的顶板,应在其上面覆土,覆土的厚度不应小于最小防护厚度与顶板防护厚度之差的1.4倍);另外在第4.11.3条注2规定(如为密肋板,其实心截面厚度不宜小于100mm)。
这是我们实际运用的核心依据所在。
即当人防结构,考虑顶板结构面层或顶板上覆土厚度时,如采用密肋楼盖,顶板厚度可减少;《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第4.5.5条规定:普通地下室顶板厚度不宜小于160mm;作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,楼板厚度不宜小于180;顶板的厚度可取折算厚度考虑其刚度的等效;《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第12.1.9条规定:基础防水混凝土的抗渗等级为0.6MPa时,最大水头H与防水混凝土厚度h的比值H/h<10;当覆土为1.2米时,顶板厚度应大于120mm;3.模型假定计算井字梁采用SATWE软件进行计算,采用空间杆单元模拟梁、柱杆件,楼板的假定为刚性楼板考虑(即不考虑楼板平面内和平面外的刚度),与楼层梁常规计算方法相同;密肋梁采用等代框架法计算,即密肋板的内力,以等刚度原则将T形截面折合成平板,按等代框架的原则进行弯矩分配;二、井字梁与密肋梁经济性比较井字梁与密肋梁截面参数表:井字梁与密肋梁经济性比较结果:(以上部分为设计院提供)现将地下工程施工中的结构用材指标(钢筋、砼)对比如下:一.材料成本分析1.梁板部分钢筋以4500元/吨计,加上钢筋处置费用约5500元/吨;混凝土以380元/m³计。
梁平法知识一、梁编号二、梁类型解析框架梁:指两端与框架柱相连的梁,或者两端与剪力墙相连但跨高比不小于5的梁。
框架梁按照位置可分为:屋面框架梁、楼层框架梁。
框支梁:因为建筑功能要求,下部大空间,上部部分竖向构件不能直接连续贯通落地,而通过水平转换结构与下部竖向构件连接。
当布置的转换梁支撑上部的剪力墙或柱子的时候,转换梁叫框支梁,支撑框支梁的柱子就叫做转换柱。
转换层里的梁与柱分别称为框支梁与转换柱。
框架扁梁:当梁宽大于梁高时,梁就称为扁梁(框架扁粱)。
托柱转换梁:支承梁上柱的梁(框架梁或非框架梁),一般称为“托柱梁”。
非框架梁:在框架结构中框架梁之间设置的将楼板的重量先传给框架梁的其他梁就是非框架梁。
悬挑梁:一端埋在或者浇筑在支撑物上,另一端伸出挑出支撑物是悬挑梁。
XL专指纯悬挑梁(无内跨的独立悬挑梁)。
井字梁:不分主次,高度相当的梁,同位相交,呈井字型。
1.2 梁平法表示方法一、平面注写方式二、截面注写方式1.3 图示梁钢筋1.4 梁钢筋标注说明集中标注:KL1(2)300×700表示1号框架梁,两跨,截面宽为300mm,截面高为700mm;Φ10@100/200(4)表示箍筋为10圆直径的一级钢,加密区间距为100,非加密区间距为200,箍筋为4肢箍;2Φ25+(2Φ12)表示梁的上部通长筋为2根25圆的二级钢,此梁每跨上部无支座负筋的跨中范围内皆布置2根12圆的架立筋;2 Φ25表示梁的下部通长筋为2根25圆的二级钢;G4 Φ16表示梁的侧面设置4根16圆的构造钢筋,两侧各位2根;(- 0.100)表示此梁顶标高比楼层标高低0.100m。
原位标注:6Φ25 4/2(两端)表示梁的左(右)端支座有6根25圆的二级钢,其中上排4根,下排2根,上排4根中包含2根上部通长筋,2根支座负筋,下排包含2根支座负筋;6Φ25 4/2(中间)表示梁的中间支座有6根25圆的二级钢,其中上排4根,下排2根,上排4根中包含2根上部通长筋,2根支座负筋,下排包含2根支座负筋,中间支座如果只标注一边,表示两边信息一致;(2Φ14)表示梁该跨有中部筋,为2根14圆的架立筋;2Φ14表示梁该跨有中部筋,为2根14圆的跨中筋;6Φ25 2/4表示梁的下部有下部钢筋(非通长),其中上排2根,下排4根,下排4根中包含2根下部通长筋;6Φ(-2)/4表示梁的下部有下部钢筋(非通长),其中上排2根,为不伸入支座的下部钢筋,下排4根,下排4根中包含2根下部通长筋;300×600表示该跨发生变截面,尺寸为300×600,此梁其他跨截面尺寸仍取集中标注数值;N4Φ16表示该跨侧面钢筋发生变化,为4根16圆的抗扭钢筋,此梁其他跨侧面钢筋仍取集中标注数值;Φ8@100(4)表示该跨箍筋发生变化,为8圆的一级钢,箍筋间距变为100,此梁其他跨箍筋仍取集中标注数值;原位标注:2Φ18表示此跨中主梁与次梁相交的部位设置吊筋,为2根18圆的二级钢;8Φ12(4)此跨中主梁与次梁相交的部位设置次梁加筋,为8根12圆的二级钢,4肢箍,若图上绘制出次梁加筋图样,但无标注信息,默认为6根,钢筋信息与该跨箍筋信息一致。
井字梁结构设计的原则井字梁结构是一种常见的框架结构,通常用于建筑的桥梁、天桥、塔架、高架等建筑物中。
井字梁结构设计需要遵循一些原则,以确保结构的安全性、稳定性和可靠性。
本文将介绍井字梁结构设计的原则。
一、荷载计算和结构分析在井字梁的设计中,首先需要进行的是荷载计算和结构分析。
荷载计算应考虑到使用条件、使用频率和使用寿命等因素,以及施工荷载、风荷载、地震荷载、自重荷载等。
在进行荷载计算时,还需要考虑到荷载的紧急性和重要性,以便设计出合理的结构模型。
然后,需要进行结构分析。
结构分析是确定井字梁结构内力的过程。
在结构分析过程中,需要考虑到井字梁的跨度、支座类型、节点位置等因素,以确保结构设计的稳定性和可靠性。
二、优化结构形式和尺寸井字梁结构的形式和尺寸对其性能具有重要的影响。
因此,在井字梁结构设计中,需要考虑优化结构形式和尺寸,以确保结构的最优化。
在结构形式方面,井字梁结构的设计需要采取最优化的结构形式,以确保结构的稳定性和可靠性。
在尺寸方面,也需要通过合理的尺寸设计来优化结构的性能。
例如,井字梁结构的节点和梁的尺寸比例等因素都需要进行考虑,以提高结构的均匀性、稳定性和耐久性等性能。
三、材料选择和实际施工材料选择和实际施工也是井字梁结构设计的重要环节。
在材料选择方面,需要考虑材料的质量、强度和弹性等特性,以确保结构的耐久性和稳定性。
在实际施工方面,需要考虑到施工的安全性和效率,以确保结构的顺利完成。
四、节点设计和连接方式的选择井字梁结构的节点设计和连接方式的选择也是井字梁结构设计的重要方面。
节点设计需要考虑到节点的强度、可靠性和稳定性等特性,以确保结构的整体性。
连接方式的选择也需要考虑到连接的稳定性和可靠性,以确保结构的坚固性和耐久性。
五、实测验收和维护在井字梁结构的设计完成后,还需要进行实测验收和维护。
这是确保结构安全、可靠和长期稳定的重要环节。
实测验收需要对设计方案进行检测和评估,以验证设计方案的实际性能。
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(内蒙古电力勘测设计院,内蒙古呼和浩特 010010)
摘要:文章针对井字梁布置与计算展开论述,经分析提出了一些合理建议,可供同类设计参考。
关键词:井字梁;双向楼板;正向网格梁;斜向网格梁;三向网格梁
中图分类号:TU323 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2009)20—0102—02
随着工业与民用建筑的迅猛发展,越来越多的造型优美建筑如雨后春笋般地出现了,为适应各种建筑造型的要求同时也兴起了各种结构形式,其中大空间大跨度结构越来越被广泛的应用,在大空间的设计当中,井字梁楼盖结构是一种常用的结构形式。
1 井子梁结构形式的来源
钢筋混凝土井字梁是从钢筋混凝土双向板演变而来的一种结构形式。
双向板是受弯构件,当其跨度增加时,相应板厚也随之加大。
但板的下部受拉区的混凝土一般都不考虑它起的作用,受拉主要靠下部钢筋承担。
因此,在双向板的跨度较大时,为了减轻板的自重,可以把板的下部受拉区的混凝土挖掉一部分,让受拉钢筋适当集中在几条线上,使钢筋与混凝土更加经济、合理地共同工作。
这样双向板就变成在两个方向形成井字式的区格梁,这两个方向的梁通常是等高的,不分主次梁,一般称这种双向梁为井字梁(或网格梁)。
2 井字梁布置与计算分析
2.1 井字梁布置分析
当井字梁周边有柱时,井字梁的布置与周边柱之间有两种相对位置关系。
①“井字梁与柱的布置采取避的方法”;②井字梁与柱子的布置采取“抗”的方法。
一般首选井字梁与柱子错位布置,调整井字梁间距以避开柱位;避免在井字梁与柱子相连处井字梁的支座配筋计算结果出现的超限情况;减少由于梁柱刚度相差悬殊而造成梁柱节点在荷载作用下成为受力薄
弱点以致首先破坏,该情况下井字梁虽避开了柱位,但靠近柱位的板区格板仍属薄弱部位,需另作加强处理。
如果实际情况井字梁布置无法壁开柱位,则井字梁与柱子应采取“抗”的方法,即把与柱子相连的梁设计成大井字梁,再在大井字梁当中嵌套小井字梁,形成大小井字梁相嵌的结构形式,使楼面荷载从小井字梁传递至大井字梁,再到柱子。
井字梁楼盖两个方向的跨度如果不等,则一般需控制其长短跨度比不能过大。
长跨跨度L1与短跨跨度L2之比L1/L2最好是不大于1.5,如大于1.5小于等于2,宜在长向跨度中部设大梁,形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁,井字梁可按45°对角线斜向布置。
2.2 井字梁的截面选取及井字梁楼盖的区格划分
井字梁截面高度的取值以刚度控制为主,除考虑楼盖的短向跨度和计算荷载大小外,还应考虑其周边支承梁抗扭刚度的影响。
井字梁梁高根据楼盖荷载的大小一般可取短跨的1/16~1/ 20,最小不得小于短跨的1/30,且两个方向梁高相等无主次梁之分,梁宽=取梁高1/3(h较小时)1/4(h较大时),但梁宽不宜<120mm。
当井字梁的周边支承情况为主梁支承时,对于边梁截面高度的选取,应按单跨梁的规定执行,一般可取h=L/8~L/12(L为边梁跨度)。
梁柱截面及区格尺寸确定后可进行计算,根据计算情况,对截面再作适当调整。
由于井字梁楼盖的受力及变形性质与双向板相似,井字梁本身有受扭成分,故宜将梁距控制在 3m以内,两个方向井字梁的间距可以相等,也可以不相等。
如果不相等,则要求两个方向的梁间距之比
a/b=1.0~2.0 。
实际设计中应尽量使a/b在1.0~1.5之间为宜,最好按井字梁计算图表中的比值来确定,应综合考虑建筑和结构受力的要求,一般取值在1.2m~3m较为经济, 但不宜超过3.5m。
2.3 井字梁计算简图的选取及其他计算要求
井字梁楼盖四周可以是墙体支承,也可以是主梁支承。
当井字梁楼盖四周为砌体支承时,墙体支承的情况是符合计算图表的假定条件:井字梁四边均为简支。
当只有主梁支承时,主梁应有一定的刚度,以保证其绝对不变形,当支承主梁刚度与井字梁刚度相差不是很大时,井字梁四边应按简支考虑,当支承主梁的刚度足够大时,并采取相应的构造措施可采用刚接节点, 但支承主梁需进行抗扭强度和刚度计算。
井字梁支座无论铰接还是刚接,支承主梁的截面高度都应大于或等于井字梁的截面高度,并最好大于井字梁高度的 20%~30%。
井字梁的挠度f一般要求f ≤1/250,要求较高时f ≤1/400。
井字梁现浇楼板按双向板计算,不考虑井字梁的变形,即假定双向板支承在不动支座上,双向板的最小板厚为80mm,且应大于等于板较小边长的 1/40。
2.4 井字梁的构造加强措施 井字梁的构造要求和一般梁的构造要求基本上相同。
但在设计中必须注意以下几点:
2.4.1 在两个方向梁交点的格点处,短跨度方向梁的下步纵向受拉钢筋应放在长跨度方向梁的下部纵向受拉钢筋的下面,这与双向板的楼板底筋的钢筋布置方式相同。
2.4.2 在两个方向梁交点的格点处不能看成是梁的一般支座,而是梁的弹性支座,井字梁只有在两端支承处的两个支座。
因此,两个方向的梁在布筋时,梁下面的纵向受拉钢筋不能在格点处断开,而应直通两端支座。
钢筋不够长时,必须采用焊接,其焊接质量必须符合有关规范要求。
2.4.3 由于两个方向的梁并非主、次梁结构,所以两个方向的梁在格点处不必设附加横向钢筋。
但是在格点处,两个方向的梁在其上部应配置适量的构造负钢筋,不宜少于2根Ф12 ,以防在荷载不均匀分布时可能产生的负弯矩,这种负钢筋一般相当于其下部纵向受拉钢筋 1/3。
2.4.4 井字梁楼盖的混凝土强度等级不应低于C20。
为了避免和减小楼盖混凝土的收缩裂缝,混凝土的强度等级不宜太高。
2.4.5 与柱连接的井字梁或边梁按框架梁考虑,必须满足抗震受力(抗弯、抗剪及抗扭)要求和有关构造要求。
梁截面尺寸不够时,梁高不变,可适当加大梁宽。
2.4.6 井字梁的支撑边梁内应按计算配置附加的抗扭纵筋和箍筋,以满足边梁的延性和裂缝宽度限制要求。
2.4.7 在节点两边,支撑边梁要增设附加吊筋或吊箍,将交叉梁的全部支座反力传到边梁的受压区;在楼面梁端部(一倍梁高的范围) 需加密箍筋,且不少于Φ8@100。
2.4.8 井字梁最大扭矩的位置,一般情况下四角处梁端扭矩较大,其范围约为跨度的1/4~1 /5。
建议在此范围内适当加强抗扭措施。
[参考文献]
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[3]包福廷 井字梁结构静力计算手册[M] 北京:中国建筑工业出版社,1989.
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